云環(huán)境下基于動態(tài)預(yù)測模型的虛擬機(jī)部署方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種云環(huán)境下基于動態(tài)預(yù)測模型的虛擬機(jī)部署方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 信息化高速發(fā)展的今天，無論是國家政府、大中小企業(yè)以及個人用戶，各行各業(yè)都 看好云計算模式所蘊(yùn)藏著潛在的機(jī)遇，一場以云計算為主角的信息化革命正在全球范圍內(nèi) 如火如荼的演繹著。隨著IT技術(shù)的高速發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及，越來越多的應(yīng)用正在 轉(zhuǎn)移到云環(huán)境上。作為一項新穎的資源整合技術(shù)，云計算將傳統(tǒng)的軟件、硬件等IT資源看 成基礎(chǔ)設(shè)施，并以服務(wù)的方式提供給使用者。云計算之所以稱作為"云"，是因為作為各種服 務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施并不是存在用戶本地，而是存在于網(wǎng)絡(luò)中；用戶在使用該類服務(wù)時并不需要 知道該服務(wù)存在于哪里。
[0003] 數(shù)據(jù)中心從傳統(tǒng)型發(fā)展為目前的云計算模式，共經(jīng)歷了漫長的40多年的發(fā)展變 革；由于數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴(kuò)大和功能的多樣性，隨之出現(xiàn)的問題是數(shù)據(jù)中心的可靠性及維 護(hù)管理的巨大成本。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心主要關(guān)注應(yīng)用的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)的安全性和運(yùn)行的可靠性， 而對資源的利用率、節(jié)能等問題考慮的較少；目前云環(huán)境中的資源利用率依舊不高。數(shù)據(jù)中 心資源利用率不高的原因并不是因為硬件設(shè)備本身消耗能源低效率，而是因為數(shù)據(jù)中心存 在低效的使用方式。
[0004] 為了提高云環(huán)境資源使用率，一方面可以通過提高工業(yè)設(shè)計水平來提高服務(wù)器的 性能；另一方面可以通過優(yōu)化云環(huán)境中資源整合策略，提高服務(wù)器整合率，從而達(dá)到資源的 高效利用。而云計算的核心技術(shù)是虛擬化，通過虛擬化可以將應(yīng)用程序的執(zhí)行環(huán)境以打包 的方式轉(zhuǎn)到云平臺中去執(zhí)行，實現(xiàn)了程序的執(zhí)行環(huán)境與物理環(huán)境的隔離；云環(huán)境中的計算、 存儲、應(yīng)用都可以抽象化為資源，而且虛擬化技術(shù)提供了平臺的管理、擴(kuò)展、備份機(jī)制。因此 對虛擬資源管理是云計算中的一個主要研宄方向，其中包括資源的分配、資源的調(diào)度、資源 的存儲。云環(huán)境中的虛擬機(jī)作為計算資源的執(zhí)行者，通過虛擬化技術(shù)共享使用云環(huán)境中各 種資源；而要真正的讓云使用者像使用水電一樣基于按需來使用資源，云平臺需要處理好 資源的匹配。而且云環(huán)境中的應(yīng)用種類繁多，加上基于按需消耗的用戶需求也是實時的動 態(tài)變化，同時需要考慮云平臺提供者的效益等相關(guān)因素，使得云環(huán)境下虛擬機(jī)資源的分配 變得非常的復(fù)雜化。因此，高效的云環(huán)境下虛擬機(jī)資源的整合成為目前的工業(yè)界亟需解決 的問題。
[0005] 虛擬化技術(shù)是云計算中的重要技術(shù)之一，虛擬化技術(shù)最大的特點是能夠快速的對 云環(huán)境中的資源進(jìn)行融合，并最大限度的對整合的資源進(jìn)行有效利用，是云計算的技術(shù)支 撐。
[0006] 按照虛擬化應(yīng)用可以分成如下幾類：
[0007] 平臺虛擬化（PlatformVirtualization)，如服務(wù)器平臺虛擬化
[0008] 資源虛擬化（ResourceVirtualization)，如內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源等
[0009] 應(yīng)用虛擬化（ApplicationVirtualization)，如仿真技術(shù)，模擬技術(shù)等通過虛擬 化技術(shù)，多個虛擬機(jī)將共享云環(huán)境中的各種硬件資源；而不同的虛擬機(jī)上運(yùn)行著各自的應(yīng) 用，虛擬化技術(shù)將各個虛擬機(jī)隔離開來。基于共享的思想，每個物理服務(wù)器上將部署多個虛 擬機(jī)，因此確保多個虛擬機(jī)能高效的使用云環(huán)境中的虛擬資源，是當(dāng)前云環(huán)境下資源調(diào)度 的核心問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種云環(huán)境下基于動 態(tài)預(yù)測模型的虛擬機(jī)部署方法及系統(tǒng)，能優(yōu)化云環(huán)境中的資源配置，提高云環(huán)境下資源的 使用率。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0012] 一種云環(huán)境下基于動態(tài)預(yù)測模型的虛擬機(jī)部署方法，系統(tǒng)包括控制節(jié)點、N個待部 署的虛擬機(jī)VM1,VM2,. . .，VMi,. . .，VMn以及M個物理節(jié)點PMi，PM2,. . .，PMj,. . .，PMm;所述控 制節(jié)點中設(shè)置有請求列表模塊、監(jiān)視模塊、調(diào)度模塊、預(yù)測模塊和放置模塊；
[0013] 所述虛擬機(jī)部署算法包括以下步驟：
[0014] (1)配置參數(shù)，包括配置各個虛擬機(jī)的默認(rèn)初始內(nèi)存配額；
[0015] (2)請求列表模塊將待部署的虛擬機(jī)VM1,VM2. ..VMi. ..VMn按照虛擬機(jī)的默認(rèn)初 始內(nèi)存配額大小進(jìn)行降序排列；
[0016](3)調(diào)度模塊先判斷待部署的虛擬機(jī)列表的長度VMList.SizeO，若VMList. Size() >0,則從VMList中選擇第一個虛擬機(jī)，然后調(diào)用預(yù)測模塊為該虛擬機(jī)尋找合適的物 理節(jié)點；否則，結(jié)束部署；
[0017] (4)預(yù)測模塊根據(jù)監(jiān)視模塊中物理節(jié)點PMjI已經(jīng)部署的虛擬機(jī)的歷史內(nèi)存消耗 實際值，動態(tài)計算物理節(jié)點PMj上所有虛擬機(jī)在第t個時刻的內(nèi)存消耗預(yù)測值總和；根據(jù)內(nèi) 存消耗預(yù)測值總和選出合適的物理節(jié)點，然后調(diào)用放置模塊，將該虛擬機(jī)部署到一個合適 的物理節(jié)點上；
[0018] (5)部署完一個虛擬機(jī)后，令VMList.Size() =VMList.Size()-1;跳轉(zhuǎn)至步驟 (3)〇
[0019] 所述步驟（4)中的動態(tài)計算物理節(jié)點PMj上所有虛擬機(jī)在第t個時刻內(nèi)存消耗預(yù) 測值總和的步驟為：首先獲得物理節(jié)點PMj上已經(jīng)部署的虛擬機(jī)列表vmListTemp，然后分 別獲得每個虛擬機(jī)的歷史內(nèi)存消耗實際值，再基于P階的AR時間序列模型計算每個虛擬機(jī) 在第t個時刻的內(nèi)存消耗預(yù)測值；最后得到物理節(jié)點PMj上所有虛擬機(jī)在第t個時刻的內(nèi) 存消耗預(yù)測值總和。
[0020] p階的AR時間序列模型為：
[0021]
【主權(quán)項】
1. 一種云環(huán)境下基于動態(tài)預(yù)測模型的虛擬機(jī)部署方法，其特征在于，系統(tǒng)包 括控制節(jié)點、N個待部署的虛擬機(jī)VM 1, VM2, ...，VMi, ...，VMn以及M個物理節(jié)點 PM1, PM2, ...，PMp ...，PMm;所述控制節(jié)點中設(shè)置有請求列表模塊、監(jiān)視模塊、調(diào)度模塊、預(yù) 測模塊和放置模塊； 所述虛擬機(jī)部署方法包括以下步驟： (1) 配置參數(shù)，包括配置各個虛擬機(jī)的默認(rèn)初始內(nèi)存配額； (2) 請求列表模塊將待部署的虛擬機(jī)VM1, VM2. .. VMi. .. VMn按照虛擬機(jī)的默認(rèn)初始內(nèi)存 配額大小進(jìn)行降序排列； (3) 調(diào)度模塊先判斷待部署的虛擬機(jī)列表的長度VMList. Size ()，若VMList. Size () >0,則從VMList中選擇第一個虛擬機(jī)，然后調(diào)用預(yù)測模塊為該虛擬機(jī)尋找合適的物 理節(jié)點；否則，結(jié)束部署； (4) 預(yù)測模塊根據(jù)監(jiān)視模塊中物理節(jié)點PMj上已經(jīng)部署的虛擬機(jī)的歷史內(nèi)存消耗實際 值，動